数字逻辑课程设计报告
学校：诚毅学院
专业：计算机0991 指导老师：刘扬
课题：四路抢答器 姓名：
乔飞
学号：2009957007
多路智能竞赛抢答器设计
一、设计内容及要求：
设计内容：本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 设计要求： 1.基本功能
(1)抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0 ~ S3表示。 (2)设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。
(3)抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 2．扩展功能（选做）
(1)抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续0.5秒。
(2)参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续0.5秒，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
(3)如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续0.5秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。
二、抢答器的组成框图
定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。
图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作： ① 优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；
② 扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；
③ 控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； ④ 控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢抢 图1 定时抢答器总体框图
三、电路设计
选定设计方案，先列出总体框图，分模块设计。分模块电路设计、功能测试完成后，再把各个组成部分整体测试。先在multisim上仿真，验证原理图的正确性，再在面包板上做出抢答器实物。
图1 抢答电路
1、抢答电路设计
抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。 选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能。
查看优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279的功能表和引脚图等使用资料。也可以选用其他的器件完成此功能。
工作过程：开关S置于\"清除\"端时，RS触发器的 端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的 ＝０，使之处于工作状态。当开关S置于\"开始\"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为\"５\"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使 ＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置?quot;清除\"然后再进行下一轮抢答。 表１０、１ 74LS148的功能真值表
2、定时电路设计
节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，可以选用十进制同步加/减计数器74LSl92进行设计，计数器
图2 可预置时间的定时电路
的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。
查看十进制同步加/减计数器74LSl92的功能表和引脚图等使用资料。
3、脉冲产生电路：该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的CP脉冲。
VCC5VXSC1R14RST7R3625CONC1C31uFGNDDISTHRTRIVCC8U1ABGT3OUT1555_VIRTUAL
图 3 脉冲产生电路
四．仿真图
五．实物图：
六．问题及解决：
1.本次课程设计的接线十分之多，因为在接线时要十分细心，如果不小心就会接错。在实验设计实体连接的过程中，每一步都小心翼翼地做。
2.实验时要注意74系列要接入电源，因为在实验中，我曾经忘记了接电源。使得抢答器的显示灯无法正常显示。在接线时，要看清楚管脚是16个脚还是14个脚，如果是16脚的，一定要接入电源.3.555脉冲源时应该用LED灯作显示，、测试脉冲信号输出输入情况，电阻在接入前要测试保证其可以正常工作。最好就是把输出接在LED灯上，一直接线，。一直观察它的灯亮情况，直到它会正常闪烁为止。说明脉冲源正常工作。
七．心得体会：
通过本次试验，我感受颇深，不仅加强了我原来薄弱的基础知识而且锻炼了我的动手能力。从刚开始的仿真图，到后来的实物连接，再到测试，我体验了人生的五味瓶，每一次失败都是我的良好教训，尤其是测试的时候，发现很多小细节的错误，如接地的线接到电源，芯片圆角的串联，等等等等。更让人揪心的是，所有的线路都检查过后还是不成功，最后是芯片出了问题。三天的时间，在同学的帮助下，老师的指导下还是勉强的完成了倒计时部分，抢答器部分还不能全部实现，望自己在今后的学习中，虚心笃实，再接再厉。
四路抢答器课程设计报告 用到的芯片有74LS148和74LS48
